Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

патфиз

.docx
Скачиваний:
86
Добавлен:
07.02.2015
Размер:
26.67 Кб
Скачать

§ 30. Ускорения. Перегрузки. Невесомость

Ускорения. Равномерное движение в пространстве даже с очень боль­шой скоростью не ощущается человеком и тем более не является болезне­творным (например, движение Земли вокруг своей оси и вокруг Солнца), но изменение скорости движения (ускорение) может резко влиять на со­стояние организма.

Болезнетворное влияние ускорений определяется их величиной, дли­тельностью и направлением действия, а также чувствительностью организма. Действие малых ускорений в наземных условиях становится причиной «укачивания» или кинетозов. Большие ускорения, развивающйеся в реактивных летательных аппаратах, приводят к перегрузкам, испы­тываемым пилотами сверхзвуковых самолетов и космонавтами.

Кинетозы (от греч. kinesis — движение) возникают при качке судна на море (морская болезнь), при полете самолета (воздушная болезнь), при вращении на каруселях, качелях и пр., у особо чувствительных лиц при езде на автомобиле, в поезде. В этих условиях обычно на организм действуют ускорения порядка 1—2 g, оказывающие болезнетворное дей­ствие, в основном рефлекторно, через следующие рецепторы: а) вести­булярный анализатор (механорецепторы ото литового аппарата воспри­нимают преимущественно прямолинейные ускорения, рецепторы полу­кружных каналов — угловые ускорения); б) проприорецепторы мышеч­ных веретен, связок, сухожилий, суставов и механорецепторы (тактиль­ные и давления), раздражаемые от смещения тела, изменения тонуса мышц и т. п.; в) зрительные рецепторы воспринимают смещающиеся пространственные ориентиры — горизонт, облака, ландшафт и пр.; г) рецепторы слизистых и серозных оболочек органов брюшной полости раздражаются при натяжении брюшины, смещении внутренних органов. Наиболее специфическими и чувствительными к восприятию ускоре­ний являются рецепторы вестибулярного аппарата, пороговая величина раздражения которого равна 0,01 g. Для кинетозов характерны нарушения координации движений, голово­кружение, тошнота, рвота, бледность, холодный пот, снижение арте­риального давления (рис. 4), брадикардия, подергивание глазных яблок — нистагм (см. схему «Патогенез кинетозов»). Основным звеном в патогенезе кинетозов является раздражение двигательных ядер блуждаю­щего нерва (отсюда все вегетативные вагальные симптомы) и вестибуляр­ных ядер Дейтерса и Бехтерева (обусловливающих асимметрию тонуса мышц шеи и спины, нарушение координации движений и нис­тагм). Кинетозы сопровождают­ся неприятными ощущениями, но, как правило, они редко ведут к смерти. Другим видом действия на организм кинетической энер­гии является действие удар­ных ускорений.

Человек действию ударных ускорений подвергается при падении с высоты, прыжках с парашютом (при раскрытии па­рашюта и приземлении), ката­пультировании, аварийных по­садках и т. д.

Характерной особенностью действия ударного ускорения является его кратковремен­ность, не превышающая 1 се­кунды, а иногда десятых и со­тых долей секунды. При паде­нии тело Летит с прямолиней­ным положительным ускорени­ем 1 g (9,8 м/сек1). В момент ка­сания земли или другой твер­дой поверхности движение тела резко замедляется (практически прекращается) и возникает отрицательное прямолинейное ускорение, направленное при падении на ноги от ног к голове. Механические силы, вызванные им, будут действовать в противоположном направлении (про-тивоудар). Именно эти силы определяют, например, перелом основания черепа при падении на ноги.,

Основным результатом действия ударного ускорения является дефор­мация с микро- и макроструктурными изменениями в органах и тканях (разрывы тканей, переломы костей и т. п.)Повреждающий эффект ударного ускорения зависит также от площади приложения сил: чем она больше, тем больше устойчивость организма к повреждению. Так, если воздействие механических сил при ударном ускорении будет распределено на площади в 0,12 м2, то человек в состоя­нии перенести без особых повреждений ускорение в 45 g; если площадь приложения сил будет около 0,5 м3, то выносливость увеличивается до 150 g. В связи с развитием аэронавтики и космонавтики организм человека оказывается в условиях действия больших и разнозначных ускорений. В условиях космических полетов особое значение приобретает действие на тело и особенно на голову человека сил, сообщающих ускорение Кориолиса4. Например, при недостаточной стабилизации враща­тельное движение космического корабля может происходить последо­вательно или одновременно вокруг трех осей. Возникающее при этом ускорение Кориолиса сообщается голове космонавта при ее смещении относительно оси вращения кабины космического корабля. Суммация этих сил с большими ускорениями, создающими перегрузки5 в условиях космического полета, оказывается причиной нарушения многих функций организма.

Болезнетворное действие больших ускорений, создающих перегрузки, определяется направлением действия ускорения и продолжительностью его действия.

Для прямолинейных ускорений, направленных по­перечно к длиннику тела человека, повреждающий эффект возрастает в пределах от 3 до 12 g, что считается пределом переносимости при действии его около 1 минуты. Однако при более кратковременном действии (0,04— 0,05 секунды) переносимы ускорения порядка 35—40 g.Радиальные ускорения дают болезненный эффект при меньших величинах и более кратковременном действии.

Каудо-краниальное направление радиального ускорения имеет предел переносимости около 4,2 g. Наиболее тяжело переносится кранио-кау-дальное направление ускорения (табл. 4).

В кранио-каудальном направлении

Некоторое отяжелевие конечностей, чувство прижатия к сиденью

Резкое отяжеление. встать с сиденья почти невоз­можно, затруднение дыхания

Побледнение лица Затуманивание зрения—«серая вуаль» перед глазами

Утрата периферического зрения, «черная пелена» пе­ред глазами. Тахикардия, инспираторная одышка. Судороги в икроножных мышцах Внезапная потеря сознания

В каудо-краниальнои направлении

1

Несколько

Ощущение давления привязных ремней

1,5

минут

Чувство легкого давления в различных участках го­ловы

2

10 секунд

Сильное давление в области темени. Давление на диафрагму. Боль в глазах, слезотечение, головокру­жение

2,5

Секунды

Пульсирующее давление в голове. Давление на диа­фрагму затрудняет дыхание, поле зрения окрашивается

До 1 секунды

в красный цвет

4

Чувство сильного прилива к голове, режущая боль в глазах, сильное слезотечение, «красная пелена» — все окружающее окрашено в красный цвет. Наруше­ния мозговых функций, как при сотрясении мозга

Ввиду тяжести субъективных ощущений большие ускорения в кранио-каудальном направлении у людей не испытывались.

Интенсивность нарастания ускорения также опреде­ляет тяжесть поражения. К ускорениям, медленно нарастающим, выносли­вость больше, так как в этих условиях успевают развернуться физиоло­гические механизмы компенсации.

Выносливость к ускорениям и перегрузкам повышается под влиянием тренировки, а также при использовании специальных противоперегру-зочных костюмов, создающих препятствие для оттока крови в брюшную полость и нижние конечности, что замедляет анемизацию головы и дру­гих частей тела, расположенных выше уровня сердца.

Патогенез расстройств, вызываемых ускорением и перегрузками. Ос­новные специфические расстройства возникают в системах кровообраще­ния и дыхания и зависят от направления действия ускорения.

Нарушения в системе кровообращения состоят в перераспределении крови под влиянием механических сил. Если ускорение действует в на­правлении от ног к голове (взлет вверх) и перегрузка превосходит компенсаторные возможности регуляторов кровообращения, то в го­лове и части тела выше уровня сердца возникает анемизация за счет увеличения гидростатического давления крови и невозможности в этих условиях сердцу как насосу, перегоняющему кровь, преодолеть со­противление.

Расстройства зрения, помрачение и потеря сознания являются следстви- ем острого кислородного голодания клеток коры головного мозга. Если же ускорение действует от головы к ногам (прыжок с парашютом) происходит перемещение крови из сосудов живота и нижних конеч- ностей в сосуды верхней части тела и головы. Переполнение артериаль- ных сосудов головного мозга кровью приводит, с одной стороны, к увеличению давления в них, с другой — к повышению внутричерепно- го давления, чему способствует и перемещение части спинномозговой жид- кости в желудочки головного мозга. i

Приток венозной крови из сосудов нижних конечностей и внутренних органов в правое сердце значительно облегчен, правое сердце и малый круг кровообращения оказываются переполненными кровью и работа сердца значительно затрудняется.

Возникающая при ускорении центробежная сила вызывает также не­которое смещение кожи и внутренних органов, деформацию клеток от­дельных областей тела. Смещение внутренних органов неизбежно вызы­вает натяжение связочного аппарата • этих органов и раздражение заключенных в них нервных рецепторов. Смещение кожи, сухожилий и пр. вызывает раздражение проприорецепторов и рецепторов кожи. Переме­щение крови в сосудистой системе при длительном действии умеренных ускорений ведет к раздражению ангиорецепторов. Все эти раздраже­ния обусловливают возникновение ряда сложных рефлекторных ре­акций.

Если ускорение действует поперек тела, т. е. в направлении спина — грудь (или грудь — спина), на первый план выступают расстройства со стороны дыхательной системы. При ускорении порядка 5—6 g наблюда­ется увеличение объема дыхательного воздуха и минутного объема ды­хания. При приближении ускорения к критической величине (12 g) дыхание резко учащается, объем дыхательного воздуха, минутный объем дыхания и жизненная емкость легких уменьшаются. Возникает кисло­родное голодание.

Невесомость. Невесомость может быть частичной (остается только доля обычного механического напряжения) и полной (вес исчезает). При не­весомости механическое напряжение структур тела уменьшается (при перегрузках увеличивается); прекращается также механическое воздей­ствие на механорецепторы, связанное с гравитацией.

Под влиянием невесомости в организме возникают сенсорные, двига­тельные и вегетативные изменения.

Сенсорные изменения проявляются в нарушении или затруднении ориентации— головокружении, ощущении крена, «пере­вернутости» и пр. В возникновении этих реакций, вероятно, большую роль играет измененная афферентация с рецепторных зон ряда анализа­торов: проприоцептивных, вестибулярных, кожных и др. Нарушение функциональной системности в работе анализаторов, ослабление в усло­виях невесомости реципрокных влияний с отолитового аппарата на функ­ции полукружных каналов, и, наконец, влияние ускорения Кориолиса могут вызвать космическую форму укачивания. У здорового человека адаптация возникает относительно быстро. Большую роль при этом игра­ет зрительный анализатор.

Двигательные изменения выражены не столь резко — работоспособность космонавтов в условиях невесомости в общем сохра­няется, хотя точность движений несколько снижается. В различной сте­пени нарушается их координация, особенно тонкие коэрдинационные акты, уменьшается мышечная сила рук. В эксперименте показано, что в невесомости меняется как тонус поперечнополосатых мышц, так и их биоэлектрическая активность, например биопотенциал мышц шеи сни­жался с 40 до 25 мкв и ниже.

Интересны изменения в костном аппарате — повышенное выделение из организма Са++ приводит к декальцинации костей и снижению образо­вания гемоглобина в костном мозге. Процесс декальцинации, по-видимому, является результатом непосредственного влияния невесомости на кост­ный скелет организма в направлении уменьшения его истинного веса, как у животных, живущих при меньшей степени гравитации. Например, у всех морских животных, испытывающих в воде меньше гравитационных сил, вес скелета относительно общего веса тела значительно меньше.

Вегетативные изменения в условиях невесомости до­вольно выражены. Характерна большая изменчивость физиологических показателей. Кровяное давление неустойчиво, чаще снижено. Со сторо­ны сердца вначале наблюдается тенденция к тахикардии, а в более позд­ние периоды — брадикардия, по-видимому, в силу функционального приспособления сердца к уменьшенной механической нагрузке.

Дыхание, вначале несколько учащенное, быстро нормализуется и да­лее замедляется. Функции пищеварительного и выделительного орга­нов, по-видимому, существенно не меняются. Со стороны крови отмечены общий лейкоцитоз, повышение ее свертываемости и увеличение содержа­ния Са++. Менялось соотношение белковых фракций крови — увеличива­лись альфа-1- и альфа-2-глобулины и уменьшался альбумин.

1

2

3

4

5